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高三化學攻關三十六法之――溶液的蒸干與濃縮

將溶液蒸干，不一定能得到溶液中的溶質。究竟得到什么，要受水解平衡等條件的限制。

●難點磁場

請試做以下題目，然后自我界定學習本篇是否需要。

1.加熱蒸干Al₂(SO₄)₃(aq)，得到的固體物質是                           (寫化學式)。

2.加熱蒸干NaHCO₃(aq)，得到的固體物質是                           (寫化學式)。

●案例探究

[例題]把AlCl₃(aq)蒸干灼熱，最后得到的固體產物是什么?(用化學方程式表示，并配以必要的文字說明)                 。

命題意圖：主要考查學生對蒸干條件下水解平衡移動的認識。

知識依托：強酸弱堿鹽的水解及HCl的揮發性。

錯解分析：忽視了AlCl₃的水解，認為得到AlCl₃；忽視了題干中的“灼燒”二字，認為得到Al(OH)₃。文字表述能力差，也是失分的一個主要因素。

解題思路：先寫出AlCl₃的水解方程式。再根據水解反應吸熱判定受熱條件下AlCl₃水解平衡移動的方向，并判定H₂O、HCl誰更易逸入空氣。最后根據弱堿不穩定，可知灼燒產物是Al₂O₃。

答案：AlCl₃(aq)中存在下列水解平衡：

AlCl₃＋3H₂OAl(OH)₃＋3HCl

正反應是一個吸熱反應，受熱平衡向正反應方向移動。蒸干過程中，HCl比H₂O更易逸出，HCl的逸出，使得AlCl₃的水解加劇，生成Al(OH)₃沉淀；同時，也有部分Al(OH)₃發生了分解反應。灼燒所得固體時，Al(OH)₃全部分解：

Al(OH)₃Al₂O₃＋3H₂O↑

最后所得固體為Al₂O₃。

評注：只是蒸干AlCl₃(aq)，將得到Al(OH)₃和Al₂O₃的混合物；蒸干并灼燒時只得到Al₂O₃固體。

●錦囊妙計

水解平衡，遵循勒夏特列原理，不同溶液的蒸干，具有一定規律。

1.強堿強酸鹽不水解，加熱蒸發其水溶液得其固體。

2.弱堿與易揮發性酸形成的鹽，水解生成易揮發性酸，加熱蒸發其水溶液有堿生成；若堿難溶解，則生成沉淀；若堿易揮發，則逸出氣體。

3.弱堿與難揮發性酸生成的鹽，水解生成難揮發性酸，若堿不揮發，則加熱蒸發其水溶液得其鹽的晶體。

4.多元弱酸的正鹽，不論弱酸是不是易揮發，蒸干其水溶液，都得到原來的溶質，只要陽離子水解，產物不易揮發。

5.易揮發性弱酸的酸式鹽，加熱蒸干得其正鹽，只要陽離子水解產物不揮發。

6.易被氧化的鹽，加熱蒸干過程中，鹽被O₂氧化。

●殲滅難點訓練

1.(★★★)把FeCl₃(aq)蒸干灼燒，最后得到的固體產物是(   )

A.無水三氯化鐵                                       B.氫氧化鐵

C.氧化亞鐵                                              D.三氧化二鐵

2.(★★★)把Na₂SO₃(aq)蒸干，最后所得固體是(   )

A.亞硫酸鈉                                              B.硫酸鈉

C.氫氧化鈉                                              D.碳酸鈉

3.(★★★★)把含有HCl和H₂SO₄各18 mmol的混合酸 100 mL，加熱濃縮至1 mL，最后剩余液體是___________，其物質的量濃度為___________。

4.(★★★★★)二戰期間，丹麥科學家玻爾被迫離開被德軍占領的祖國時，為了表明一定要返回祖國的決心，就把自己獲得的金質諾貝爾獎章放在盛有王水的玻璃瓶中留了下來：

Au＋HNO₃＋3HCl===AuCl₃＋NO↑＋2H₂O

玻爾走后，納粹分子竄進他的實驗室，那瓶溶有金質獎章的溶液就在納粹眼皮底下，納粹分子卻一無所知，多么高明的隱藏獎章的方法啊!德軍戰敗后，玻爾回到自己的實驗室，他從溶液中提取出金，重新鑄成了諾貝爾獎章，新獎章顯得更加光彩奪目。則下面所列方法中，你認為不能從溶有黃金的王水中提取出金的是________。

A.用鐵置換                                              B.電解其水溶液

C.先蒸發水分后灼燒固體                         D.滲析或過濾

難點磁場

1.解析：加熱蒸發，雖然Al₂(SO₄)₃的水解平衡向右移動：

Al₂(SO₄)₃＋6H₂O2Al(OH)₃＋3H₂SO₄

但是H₂SO₄并不揮發。相反，由于水分的揮發，H₂SO₄濃度逐漸增大；這樣，又將Al(OH)₃溶解。所以最終得到Al₂(SO₄)₃固體。

答案：Al₂(SO₄)₃

2.答案：加熱蒸發水分，下列水解平衡向右移動：

NaHCO₃＋H₂ONaOH＋H₂CO₃

H₂CO₃分解逸出CO₂，平衡進一步向右移動，同時又有水分揮發，所以NaOH濃度增大。NaOH濃度大到一定程度，就會與未水解的NaHCO₃發生下列反應：

NaHCO₃＋NaOH====Na₂CO₃＋H₂O

水分蒸發完畢，最終得Na₂CO₃固體。

答案：Na₂CO₃

殲滅難點訓練

1.D

2.提示：蒸干過程中，Na₂CO₃被氧化：

2Na₂SO₃＋O₂====2Na₂SO₄

答案：B

3.提示：液體加熱濃縮至1 mL時，c(H₂SO₄)==18 mol?L^－1，稀H₂SO₄(aq)變為濃H₂SO₄(aq)，使得受熱過程中未隨H₂O(g)一同逸出的HCl也不能存在，因為濃H₂SO₄具有強吸水性。

答案：濃H₂SO₄(aq)     18 mol?L^－1

4.解析：題給反應是一很重要的信息，它告訴我們黃金溶于過量的王水中，得到了HNO₃、HCl和AuCl₃的混合溶液。

A.用鐵置換是可以的：3Fe＋2AuCl₃====3FeCl₂＋2Au

B.電解其水溶液也是可以的：陽極：2Cl^－－2e^－====Cl₂↑陰極：Au³＋＋3e^－====Au

C.先蒸發水分再灼燒固體也是可以的。水分蒸發后得AuCl₃固體(酸性條件下蒸發，可不考慮AuCl₃的水解)，由2AgCl2Ag＋Cl₂↑，而Au不如銀活潑推知，2AuCl₃2Au＋3Cl₂↑。AuCl₃(aq)蒸發水解加劇，可得Au(OH)₃、Au₂O₃固體、灼燒Au(OH)₃變為Au₂O₃，Au₂O₃變為Au和O₂，前面我們可由AlCl₃溶液蒸干而推知，后者我們可由HgO受熱分解而推知。

D.滲析和過濾都無法將其分開

答案：D